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设备认知--避雷器的参数、作用、原理、结构及注意事项

避雷器是保证电力系统安全运行的重要保护设备之一，主要用于限制由线路传来的雷电过电压或由操作引起的内部过电压。一旦出现不正常电压，避雷器产生作用，起到保护作用。氧化锌避雷器是在20世纪70年代出现的一种新型避雷器，它具有无间隙、无续流、残压低等优点。已经成为取代阀型避雷器、磁吹阀式避雷器的新一代产品，在电力系统广泛使用。

一、避雷器的型号说明、主要性能参数及代表意义

1、型号说明

2、名牌含义

避雷器铭牌

如上图，HY5WS-17/150型，HY表示凝合物外套氧化锌避雷器，无间隙，配电型，额定电压为17kV、标称放电电流下残压50kV，标称放电电流5kA。

二、避雷器的基本要求

为了可靠地保护电气设备，使电力系统安全运行，需满足以下要求：

避雷器的伏秒特性与被保护设备的伏秒性要正确配合，即避雷器的冲击放电电压任何时刻都要低于被保护设备的冲击电压。

避雷器的伏安型与被保护的电气设备的伏安型要正确配合，即避雷器动作后的残压要比被保护设备通过同样电流时所能耐受的电压低。

避雷器的灭弧电压与安装地点的最高工频电压要正确的配合，使在系统发生一相接地的故障情况下，避雷器也能可靠地熄灭工频续流电弧，从而避免避雷器发生爆炸。

当过电压超过一定值时，避雷器产生放电动作，将导线直接或经电阻接地，以限制过电压。三、过电压

1、过电压的含义

在电力系统正常运行时，电气设备的绝缘处于电网的额定电压下，由于雷击、操作、故障或参数配合不当等原因，电力系统中某些部分的电压可能升高，有时会大大超过正常状态下数值，此种电压升高称为过电压。

2、过电压的分类

过电压主要分为内部过电压和大气过电压。

内部过电压:由于操作(合闻、拉闻)，事故(接地、短路、断线等)或其他原因，引起电力系统的状态发生突然变化，从一种稳态转变为另一种稳态的过渡过程，这个过程中可能产生对系统有危险的过电压。这些过电压是系统内部电磁能的振荡和积聚引起的称为内部过电压。内部过电压可分为工频过电压、操作过电压、谐振过电压。

大气过电压:是由于雷雨季节空中出现雷云时，雷云带有的电荷，对大地及地面上的一些导电物体都有的静电感应，使地面和附近输电线路感应出异种电荷，并由雷云电荷束缚着被感应的异种电荷。大气过电压可分:直击雷过电压、感应过电压和侵入雷电过电压。

四、避雷器的作用

避雷器作为能释放雷电或兼能释放电力系统操作过电压能量，保护电工设备免受瞬时过电压危害，又能截断续流，不致引起系统接地短路的电器装置。

避雷器实际上是一种非线性极好的电阻，在高电压下电阻很小，在低电压下电阻很高，通常接于带电导线与地之间，与被保护设备并联。当过电压值达到规定的动作电压时，避雷器立即动作，流过电荷，限制过电压幅值，保护设备绝缘电压值正常后，避雷器又迅速恢复原状，以保证系统正常供电。

避雷器保护原理图五、避雷器的种类

按发展的先后，目前使用的避雷器有四种，即保护间隙、管型避雷器(包括一般管型和新型)、阀型避雷器和氧化锌避雷器。其中，保护间隙、管型避雷器和阀型避雷器只能限制雷电过电压，而磁吹阀式避雷器和氧化锌避雷器既可限制雷电过电压，也可以限制内部过电压。

①保护间隙是最简单的避雷器

②管型避雷器也是一个保护间隙，但它在放电后能自动灭弧。

③阀型避雷器。为了进一步改善避雷器的放电特性和保护效果，将原来的单个放电间隙分成许多短的串联间隙，同时增加了非线性电阻(这种非线性电阻阀片是用金刚砂sic和结合剂烧结而成，称为碳化硅片)，发展成阀型避雷器。

④氧化锌避雷器。氧化锌避雷器是在20世纪70年代出现的一种新型避雷器，它具有无间隙、无续流、残压低等优点。氧化锌避雷器具有一系列突出的优点，已经成为取代阀型避雷器、磁吹阀式避雷器的新一代产品，在电力系统广泛使用。

六、避雷器的原理和结构

1、保护间隙

所谓保护间隙，是由两个金属电极构成的一种简单的防雷保护装置。其中一个电极固定在绝缘子上，与带电导线相接，另一个电极通过辅助间隙与接地装置相接，两个电极之间保持规定的间隙距离。保护间隙构造简单维护方便，但其自行灭弧能力较差。由于保护间隙的间隙距离较小(8～25mm)，易为昆虫、鸟类或其他外物偶然碰触而引起短路，因此常在接地引下线上串接一个小角型辅助间隙。保护间隙主要用于变压器中性点保护。

常用的角形保护间隙(1-主间隙，2-辅助间隙，3-绝缘子；4-电弧)其间隙的结构有棒形、球形、角形三种。

①棒形间隙的伏秒特性较陡，不易与设备的绝缘特性配合。

②球型间隙虽然伏秒特性最平坦，保护性能也很好，但它与棒型间隙一样，都存在着间隙端头易烧伤的缺点，烧伤后间隙距离增大，不能保证动作的准确性。

③角型间隙放电时，电弧会沿羊角迅速向上移动而被拉